Fizikalna svojstva kristalnih tijela. Čvrsta tijela
Kruta tijela.
Urazlike od tekućina solidna tijela posjeduju elastičnost oblika , U svakom pokušaju promjene geometrije čvrstog tijela u njemu postoje elastične sile koje sprečavaju taj učinak. Na temelju značajki unutarnje strukture krutih tvari, razlikovati kristal i amorfan kruta tijela. Kristali i amorfna tijela značajno se razlikuju među sobom u mnogim fizičkim svojstvima.
Amorfna tijelau svojoj unutarnjoj strukturi, tekućine su vrlo prisjećeni, pa ih često nazivaju prekrivene tekućine , Kao i tekućine, amorfna tijela strukturno su izotropne. Njihova svojstva ne ovise o smjeru koji se razmatra. Objašnjava se činjenicom da u amorfnim tijelima, kao iu tekućinama traje srednji red (Koordinacijski broj), i daleko (duljine i uglovi linkova) je odsutan. To su potpuna homogenost svih makrofizičkih svojstava amorfnog tijela. Tipični primjeri amorfnih tijela su staklo, smole, bitumeni, jantar.
Kristalna tijela, za razliku od amorfona, imaju jasnu uredan mikrostrukturu, koji se sačuva na makro razini i pojavljuje se izvana kao mala zrna s ravnim rubovima i oštrim rebrima kristali.
Obično su zajednička kristalna tijela (metali i legure, šećer i stolna sol, led i pijesak, kamen i glina, cement i keramika, poluvodiči itd.) policrystals, koji se sastoji od kaotičnog orijentiranih kombiniranih monocrystallikija (kristaliti), međutim, dimenzije su oko 1 uM (10-6 m), a ponekad su se pojedinačni kristali pronašli prilično velike veličine. Na primjer, planinski kristalni kristali postižu ljudski rast u moderna tehnika Monokristali igraju važnu ulogu, tako da je razvijena tehnologija njihove umjetne kultivacije.
Unutar jednog kristala, atomi (ioni) tvari su postavljeni u skladu s dugoročnim redoslijedom, u čvorovima jasno orijentirane geometrijske strukture, nazvanom imenom kristalna rešetka Svaka tvar se formira u krutom stanju, kristalna rešetka je individualna prema geometriji. Njegov oblik se određuje struktura molekula tvari. U rešetki se uvijek može istaknuti elementarna stanica, očuvanje svih njegovih geometrijskih značajki, ali uključuje minimalni mogući broj čvorova.
Pojedinačni kristali svake pojedine tvari mogu imati različite veličine. Međutim, svi zadržavaju istu geometriju, koja se očituje u očuvanju trajnih kutova između odgovarajućih rubova kristala. Ako je oblik jednog kristala prisilno poremećen, zatim, s naknadnim uzgojem taline, ili jednostavno, kada se zagrijava, nužno obnavlja svoj prethodni oblik. Razlog takvog smanjenja oblika kristala je poznato stanje termodinamičke stabilnosti - želja za smanjenjem potencijalne energije. Za kristale, ovaj je uvjet formuliran neovisno o J. Gibbs, P Curie i G. Vulofoma u obliku principa: energija površine kristala mora biti minimalna.
Jedan od najviše karakteristične značajke Monokristals je anizotropija postoje mnoge fizičke i mehanička svojstva. Na primjer, tvrdoća, snaga, krhkost, toplinska ekspanzija, brzina širenja elastičnih valova, električna vodljivost i toplinska vodljivost mnogih kristala može ovisiti o smjerovima u kristalu. U polikristalima, anizotropija se praktično ne manifestira samo zbog kaotične međusobne orijentacije generatora njihovih malih sitnih kristalina. To je povezano s činjenicom da se u kristalnoj rešetki od udaljenosti između čvorova u različitim smjerovima u općem slučaju ispada da je znatno drugačiji.
Još jedna važna značajka kristala može se smatrati da se otopi i kristaliziraju na konstantnoj temperaturi, u potpunosti u skladu s termodinamičkom teorijom faznih prijelaza prve vrste. Amorfna kruta tijela nemaju izraženu faznu tranziciju. Kada se grije, ublažene su glatko, u širokom rasponu temperaturnih promjena, to znači da amorfna tijela nemaju određenu redovnu strukturu i, kada se zagrijava, urušava u fazama, dok kristali tijekom grijanja uništavaju homogenu kristalnu rešetku (sa svojim Dugoročno naručivanje) strogo u uvjetima fiksnih energije, a time i na fiksnoj temperaturi.
Neke krute tvari su sposobne postojati stalno iu kristalnom i amorfnim stanjima. Karakterističan primjer je staklo. Uz prilično brzo hlađenje taline, staklo postaje vrlo viskozno i \u200b\u200bstvrdne, ne toliko za stjecanje kristalne strukture. Međutim, s vrlo polaganim hlađenjem, s izvodom na određenoj razini temperature, isto staklo kristalizira i dobiva specifična svojstva (takvo staklo se naziva sotala ). Drugi tipičan primjer je kvarc. U prirodi, obično postoji u obliku kristala, a amorfni kvarc se uvijek formira iz taline (ona ga također naziva rastopljen kvarc ). Iskustvo pokazuje da teže molekule tvari teže i jače njihove intermolekularne veze, lakše kada se ohladi, dobiju čvrstu amorfnu modifikaciju.
Čvrsto tijelo naziva se agregatno stanje tvari koje karakterizira postojanost oblika i volumena, a toplinski pokreti čestica u njima su kaotični oscilacije čestica u vezi s ravnotežnim položajima.
Čvrsta tijela su podijeljena u kristalni i amorfni.
Kristalna tijela su solidna tijela koja su naručena povremeno ponavljajuća raspored čestica.
Struktura za koju se redovito uređenje čestica s periodičnom ponovljivošću u tim dimenzijama naziva kristalna rešetka.
Slika 53.1.
Karakteristična značajka kristala je njihova anizotropija - ovisnost fizikalnih svojstava (elastična, mehanička, toplinska, električna, magnetska) iz smjera. Anizotropija kristala objašnjava se činjenicom da gustoća stranaka nije ista u različitim smjerovima.
Ako se kristalno tijelo sastoji od jednog kristala, zove se jedan kristal. Ako se krutina sastoji od skupa slučajno orijentiranih kristalnih žitarica, naziva se polikristal. U polikristalima, anizotropija se promatra samo za pojedinačne male kristale.
Čvrsta tijela fizička svojstva koji su isti u svim smjerovima (izotropni) nazivaju se amorfni. Za amorfna tijela, kao i za tekućine, obližnji redoslijed karakterizira mjesto čestica, ali, za razliku od tekućina, mobilnost čestica u njima zadovoljna.
Organska amorfna tijela čije se molekule sastoje od veliki broj Identični dugi molekularni lanci koji su povezani kemijskim vezama nazivaju se polimeri (na primjer, guma, polietilen, gumeni).
Ovisno o rodu čestica koje se nalaze u sklopovima kristalne rešetke i na prirodu interakcijskih sila između čestica razlikuju se 4 fizikalna tipa kristala:
Ionski kristali, npr. Nacl, U čvorovima kristalne rešetke postoje ioni različitih znakova. Odnos između iona je posljedica sila coulomb atrakcija i naziva se tako tona heteropolara.
Atomski kristali, npr. IZ (dijamant), Ge, si., U kvadratima rešetke postoje neutralni atomi koji se održavaju zbog kovalentnih obveznica koje proizlaze iz razmjenskih snaga koje imaju čisto kvantni karakter.
Metalni kristali, U čvorovima kristalne rešetke su pozitivni metalni ioni. Valence elektroni u metalima su slabo povezani s atomima, slobodno se kreću po cijelom volumenu kristala, formirajući takozvani "elektronički plin". On povezuje pozitivno nabijene ione.
Molekularni kristali, Na primjer, naftalen, - u čvrstom stanju (suhi led). Sastoje se od molekula koje su međusobno povezane Van der Waals, tj. Prednosti interakcije induciranih molekularnih električnih dipola.
§ 54. Promjena agregatnog stanja
A u tekućinama i u krute tvari uvijek postoji neki broj molekula, čija je energija dovoljna za prevladavanje privlačnosti drugim molekulama, i koji su sposobni napustiti površinu tekućine ili krutine. Takav tekući proces se zove isparavanje (ili isparavanje), za kruta tijela - sublimacija (ili sublimacija).
Kondenzacija To se zove tranzicija tvari zbog njezina hlađenja ili kompresije iz plinovitih stanja u tekućinu.
Slika 54.1.
Ako broj molekula koji napušta tekućinu po jedinici vremena kroz jednu površinu jednaka je broju molekula koje se kreću od pare u tekućinu, tada se pojavljuje dinamička ravnoteža između procesa isparavanja i kondenzacije. Pazi se u ravnoteži s tekućinom zasićen.
Topljenje To se naziva prijelaz tvari iz kristalnog 9 tvrdog) stanja u tekućini. Taljenje se pojavljuje u određenom, povećanju s povećanjem vanjskog tlaka, temperaturu taljenja t pl.
Slika 54.2.
U procesu topline topline, izvijestio je da je tvar obavljala rad na uništavanju kristalne rešetke, i stoga (sl. 54.2, a) prije taline cijelog kristala.
Količina topline L, koja je potrebna za taljenje 1 kg tvari, zove se specifična toplina.
Ako se tekućina ohladi, proces će ići u suprotnom smjeru (sl. 54.2, b), - količina topline koja tijelo oslobađa tijekom kristalizacije): prvo, temperatura tekućine se smanjuje, zatim na konstantnoj temperaturi jednak T. pl , počinje kristalizacija.
Za kristalizaciju tvari, prisutnost centara kristalizacije - kristalne klikere, koji mogu biti i kristali dobivene tvari i bilo koje strane inkluzije. Ako u čistoj tekućini nema centara za kristalizaciju, može se ohladiti na temperaturu manje temperature kristalizacije, formiranje, sa superhladiranom tekućinom (sl. B. - isprekidana).
Amorfna tijela su superhladne tekućine.
Detalji Kategorija: Molekularna kinetička teorija Objavljeno 14. studenog 2014 17:19 Pregleda: 15569U krutim tijelima čestice (molekule, atomi i ioni) nalaze se jednako bliže jedni drugima da interakcijske snage između njih ne dopuštaju im da odu. Ove čestice mogu napraviti samo oscilacijske pokrete oko položaja ravnoteže. stoga čvrsto tijelo Spremite obrazac i glasnoću.
Po svojoj molekularnoj strukturi, kruta tijela su podijeljena kristal i Amorfan .
Struktura kristalnog tel.
Kristalna stanica
Kristalni pozivi takva kruta tijela, molekule, atomi ili ioni u kojima se nalaze u strogo definiranom geometrijskom redu, formirajući strukturu u prostoru, koja se zove kristalna rešetka , Ova se narudžba povremeno ponavlja u svim smjerovima u trodimenzionalnom prostoru. Spašava se velike udaljenosti I nije ograničen u prostoru. Zove se daleko o narudžbi .
Vrste kristalnih krutina
Kristalna rešetka je matematički model s kojim možete zamisliti kako se nalaze čestice u kristalu. Mentalno povezivanje u prostoru ravnih linija točke, u kojima se nalaze ove čestice, dobivamo kristalnu rešetku.
Udaljenost između atoma koji se nalaze u čvorovima ove rešetke parametar mreže .
Ovisno o tome koje se čestice nalaze u čvorovima, kristalne rešetke su molekularni, atomski, ion i metal .
Iz vrste kristalne rešetke, takva svojstva kristalnih tijela ovise kao točka taljenja, elastičnost, jačina.
Kada se temperatura podigne na vrijednost na kojoj počinje taljenje krute tvari, kristalna rešetka je uništena. Molekule dobivaju više slobode, a kruta kristalna tvar ulazi u tekuću fazu. Što je veća veza između molekula, to je veća točka taljenja.
Molekularna rešetka
U molekularne rešetke Komunikacija između molekula nije izdržljiva. Stoga, u normalnim uvjetima, takve tvari su u tekućem ili plinovitim stanju. Teško stanje je moguće samo na niskim temperaturama. Temperatura taljenja (prijelazna) kruto stanje U tekućini) također nisko. I pod normalnim uvjetima, oni su u plinovitom stanju. Primjeri - jod (i 2), "suhi led" (ugljični dioksid CO 2).
Atomska rešetka
U tvari koje imaju atomsku kristalnu rešetku, veza između atoma je izdržljiva. Stoga su same tvari vrlo teške. Rastapaju na visokim temperaturama. Kristalna atomska mreža ima silicij, germanij, bor, kvarc, oksidi nekih metala i najveću tvar u prirodi - dijamant.
Ionska rešetka
Za tvari s ionske kristalne rešetke uključuju rime, većina soli, tipičnih metalnih oksida. Budući da je snaga privlačnosti iona vrlo velika, ove tvari se mogu otopiti samo na vrlo visokoj temperaturi. Nazivaju se vatrostalnim. Imaju visoku snagu i tvrdoću.
Metalna rešetka
U čvorovima metalne rešetke, koji imaju svi metali i njihove legure i atomi, a nalaze se i ioni. Zbog ove strukture, metali imaju dobar život i plastičnost, visoku toplinu i električnu vodljivost.
Najčešće, kristalni oblik - desni polihedron, Rubovi i rebra takve polihede uvijek ostaju konstantne za određenu tvar.
Pod nazivom jedan kristal monokristalan , Ima pravo geometrijski oblik, kontinuirana kristalna rešetka.
Primjeri prirodnih pojedinačnih kristala - dijamant, rubin, rinjeston, kamena sol, islandska močvara, kvarc. U umjetnim uvjetima, pojedinačni kristali se dobiju u postupku kristalizacije kada se otopine ili tablice hladi na određenu temperaturu, krutu tvar se izolira od njih u obliku kristala. Pri polaganoj brzini kristalizacije, rez takvih kristala ima prirodni oblik, Na taj način, u posebnim industrijskim uvjetima, na primjer, mogu se dobiti pojedinačni kristali poluvodiča ili dielektrika.
Mali kristali, nasumično su se udarili, nazivaju se policrystals , Najsjajniji primjer polikristala je kamen granit. Svi metali su također polikristalni.
Anisotropija kristalnog tel
U kristalima, čestice se nalaze s razna gustoća u različitim smjerovima. Ako spojimo ravne atome u jednom od smjerova kristalne rešetke, udaljenost između njih bit će ista za sve to smjer. U svakom drugom smjeru, udaljenost između atoma je također stalno, ali se njegova vrijednost može već razlikovati od udaljenosti u prethodnom slučaju. To znači da u različitim smjerovima između atoma postoje različiti intenzitet interakcije sile. Stoga će se i fizička svojstva tvari u tim područjima također razlikovati. Ovaj fenomen se zove anisotropy - ovisnost svojstava tvari iz smjera.
Električna vodljivost, toplinska vodljivost, elastičnost, refraktivni indeks i druga svojstva kristalne tvari variraju ovisno o smjeru u kristalu. Drugačije u različitim smjerovima se provodi električna energijaNa različite načine tvar se zagrijava, svjetlosne zrake se odražavaju na različite načine.
U polikristalima, fenomen anizotropije se ne promatra. Svojstva tvari ostaju ista u svim smjerovima.
Svojstva tekućina
1. Karakteristike tekuće stanje. Srednji red.
2. Površinska napetost. Sile koje proizlaze iz krivulje površine. Laplace formula. Vlaženje i kapilarne pojave.
1, Karakteristike tekuće stanje. Tekuće stanje zauzima posredni položaj između plinova i kristalakombinira neke značajke oba ova država. Za kristal Karakteristike država naređeno uređenje čestica (atomi ili molekule) u plinovima U tom smislu puni kaos. Prema radiografskim studijama, u odnosu na prirodu mjesta tekućih čestica zauzimaju međuprostor.
Mjesto tekućih čestica je tzv srednji red, To znači da u odnosu na bilo koju česticu, naređeno je mjesto susjeda najbliži, ali kako se lokacija uklanja iz ove čestice, s obzirom na to, druge čestice postaju manje ili manje naručene i vrlo brzo, redoslijed na mjestu čestica potpuno nestaje.
U kristalu nastaje krajnji red – naređeno uređenje čestica u odnosu na bilo koju česticu se uočava u značajnoj količini..
Procijenite strukturu tvari dopušta funkcija radijalne distribucije (U nekim udžbenicima naziva se par funkcija distribucije). Odaberite neke molekule kao referencu. Prosječan broj molekula u volumenu sferičnog sloja na udaljenosti r. iz odabrane molekule (sl. 10.1) označavamo dn (r). Vjerojatnost da otkrije molekule U ovom sfernom sloju
slučaj savršen gaza Nema elemenata volumena imaju prednosti i vjerojatnost pronalaženja čestice u ovom volumenu proporcionalno je volumenu i g (r) \u003d1.
U savršenoj kristalnoj strukturi teško I sve međusobne udaljenosti su fiksirane (sl. 10.2).
Vrhovi odgovara čvorovima mreže i konačnom širini linije gR) To je posljedica oscilacija atoma u odnosu na čvor u pravom kristalu.
lakše od kristala). Na velikim udaljenostima, krivulja ima tendenciju 1 kao i za savršen plin.
naručuje se samo orijentacija, Uzajamno mjesto, kao u konvencionalnim tekućinama, narudžba dugog dometa ne otkriva.
2. Površinska napetost .
Tekuće molekule nalaze se jedna blizu jednine da sile privlačnosti između njih imaju značajnu količinu. Interakcija se brzo smanjuje s udaljenosti, počevši na određenoj udaljenosti r. (radijus molekularne akcije). Za svaku molekulu u debljini površinskog sloja r. Sila će djelovati u tekućini (sl. 10.5).
povećati potencijalnu energiju molekule, I.e u površinskom sloju molekula imaju dodatnu potencijalnu energiju - površno .
Zbog prisutnosti sila koje djeluju na molekule u površinskom sloju, tekućina traži smanjiti površinuKao da je zaključeno u elastičnom rastegnutom filmu, nastojeći gripe (bez filma zapravo ne).
Predstavljajući tekući film (na primjer, sapun film), rastegnut na žičanom okviru, a jedna od njih (skakač) može kretati (Sl. 10.6). Zahvaljujući želji površine, sila će djelovati na žicu. Ona je usmjerena na površinu tangenta na površinu tekućine, okomito na mjesto konture (duljina skakača) na koju djeluje ().
jednaka snaga napetosti filma, tj. , Koeficijent 2 pojavljuje se zbog činjenice da film ima dva površinska sloja.
Tekući izvan područja vanjskih sila će se obrazac s minimalnom površinom, tj. shara oblik.
Trenutni tlak površine.
U slučaju spontane površine površine površinske napetosti, oni nastoje smanjiti tu površinu. (Sl. 10.7).
pritisak u slučaju poletene površine i\u003e 0 u slučaju konveksne površine i<0, если поверхность вогнутая (в этом случае поверхностный слой, стремится сократиться, растягивает жидкость и давление уменьшается).
Izračunati dodatni pritisak za sfernu površinu tekućine. Uskladite mentalno sferičnu kap tekućine s dijametralnom ravninom za dvije hemisfere. Zbog površinske napetosti
Laplace je sažela ovu formulu na površinu bilo kojeg oblika.
Formule Laplasizgleda tako:
Vlaženje i kapilarne pojave.
Vlaženje - fenomen koji se javlja kada tekućina nastaje s površinom čvrstog tijela ili druge tekućine, Izrazio posebno, u širenju tekućine na čvrstoj površini, Vlaženje uzrokuje stvaranje meniskusa u kapilarnoj cijevi, određuje oblik pad na čvrstoj površini, itd. (Napominjemo da se obično vlaženje smatra kao posljedica intermolekuralne interakcije, ali mokrenje može biti rezultat kemijske reakcije , difuzijski procesi).
Mjera vlaženja Obično služe regionalni kut između tangenta na površinu tekućine, (Sl. 10.10). Ako, onda to kažu
gdje su koeficijenti površinske napetosti tekućine na granicama: čvrsto tijelo - plin, čvrsto tijelo - tekućina, tekući dio. Rezanje, dobivamo za omjer jestivog kuta:
(Na primjer, potpuno vlaženje će biti).
Vlaženje je bitno u industriji, Dobro vlaženje je potrebno kada je obojen, pranje, obrada fotografskih materijala, lemljenje. Nečistoće snažno utječu na veličinu površinske napetosti. Na primjer, otapanje sapuna za otapanje smanjuje svoj koeficijent površinske napetosti za gotovo 1,5 puta (što posebno uzrokuje uporabu sapuna kao deterdženta). Distribucija može dovesti do činjenice da je iz otopine, čije su niti prekrivene parafinom (s malom razinom vode), voda se ne izlijeva, odbijajući dobro poznatu izreku.
Kapilarni fenomeni.
Postojanje vlažnog i rubnog kuta dovodi do činjenice da se u blizini zidova posude nalazi se zakrivljenost površine tekućine. Ako tekućina ima zidove, površina ima konkavni oblik, ako ne i vlaženje - konveksni. Ova vrsta zakrivljenih tekućih površina naziva se meniskus. (Sl. 10.11)
| Vlaženje | Distribucija |
| Sl. 10.11 |
Prema vidljivoj površini u kapilari, tlak će se razlikovati od tlaka ispod ravne površine veličinom. Između tekućine u kapilari i širokoj posudi, ta je razlika u razini uspostavljena tako da je hidrostatički tlak uravnotežen kapilarni tlak. U slučaju sfernog oblika meniskusa
Radijus zakrivljenosti meniskusa izražava se kroz kut ruba i radijus kapilara r. zatim
U slučaju vlaženja i visina dizala tekućine u kapilari je veća, što je manji radijus kapilara r. .
Kapilarni fenomen zauzima u životnoj ulozi osobe, Nabava biljaka, stabala se događa uz pomoć kapilara u svakoj biljci. Kapilarne fenomene mogu igrati i negativnu ulogu. Na primjer, u izgradnji. Potreba za hidroizolacijskim temeljima zgrada uzrokovan je kapilarnim fenomenima.
Pitanja za samokontrolu
1. Držite tekuće stanje u usporedbi s kristalima i plinovima.
2. Što je tako dugo i morbidno narudžba?
3. Što omogućuje funkciju radijalne distribucije? Nacrtajte ga kristalima, tekućinama i plinovima.
4. Koji je koeficijent površinske napetosti?
6. Što je tako vlaženje? Što je mjera vlaženja? Dajte primjere procesa za koje je potrebno dobro vlaženje.
7. Što ovisi o visini podizanja tekućine u kapilari?
Predavanje broj 5 (11)
Svojstva krutog tel
1. Amorfna i kristalna tijela. Zgrada i vrste kristala. De
fEKES u kristalima.
2. Mehanička svojstva kristala. Mehanizam plastične degresa
, Deformacija elastičnog istezanja. Zakon kučke.
Amorfna i kristalna tijela.
U amorfnim tijelima posjeduje srednji red Mjesto atoma. Kristala posjedovati daleko o narudžbi Mjesto atoma. Amorfan Tijelo izotropni, kristalni - anizotropni.
Kada se ohladi i zagrijava, krivulje temperature i temperature razlikuju se za amorfne i kristalne tijela. Za amorfna tijela, prijelaz iz tekućine u tvrdom stanju može biti desetine stupnjeva. Za kristale, točka taljenja je konstantna. Slučajevi su mogući kada se ista tvar, ovisno o uvjetima hlađenja može dobiti u kristalnom iu amorfnom čvrstom stanju. Na primjer, staklo s vrlo sporo hlađenje topiti se može kristalizirati, U isto vrijeme, na granicama malih oblikovanih kristala će se pojaviti svjetlo raspršivanje, a kristalizirani staklo gubi transparentnost.
Kristalna stanica, Glavno svojstvo kristala je pravilnost atoma u njima. Na ukupnosti točaka u kojima se nalaze atomi (preciznije atomske jezgre), kažu kristalna rešetkai nazvani su točke grid čvorovi.
Glavna karakteristika kristalne rešetke je prostorna periodičnostnjegove strukture: kristal kao što se sastoji od ponavljajući dijelovi (Stanice).
Možemo prekinuti kristalnu rešetku na potpuno identičnim paralelepipedima koji sadrže isti broj jednako smještenih atoma. Crystal predstavlja kombinacija paralelopiranih, paralelno s promjenom međusobno. Ako prebacite kristalnu rešetku paralelno sa sobom na udaljenosti duljine rebra, tada se mreža sama kombinira. Ove se odstupaju emitiranje, a rešetke s rešetkama u odnosu na ove offsets razgovaraju emitirana simetrija (paralelni prijenos, rotacija u odnosu na os, refleksija zrcala, itd.).
Ako je na vrhu bilo koje elementarne ćelije atom, onda se isti atomi očito trebaju biti u svim drugim vrhovima i drugih stanica. Zove se ukupnost istog i jednakog atoma grid Brav Ovaj kristal. Ona predstavlja kao kostur kristalne rešetke, personificirajući sve svoje emitirane simetrije, tj. Sve njegove frekvencije.
Klasifikacija različitih vrsta simetrije kristala Prvenstveno na temelju klasifikacije različite vrste roštilja brava.
Najsnažnija rešetka hrabre je rešetka koja ima simetriju kuba (kubični sustav). Postoje tri različita
| Grilles Brava pripada kubičnom sustavu: jednostavan | , | ||
| volumetrijski-središnji (U središtu Kube - atom), gorolsterirani (osim atoma u vrhovima - više u atomu u | |||
centara svih njihovih lica). Osim kubika, nalazi se tetragonalni, rombijski, monoklinski i drugi (mi nećemo uzeti u obzir).
Brave rešetke, općenito govoreći, ne uključuje sve atome u kristalu. Prava kristalna rešetkamože biti predstavljen kao kombinacija nekoliko rešetaka Brave, progonjenu samo s drugom.
Fizički tipovi kristala.
Prilikom prirode čestica, od kojih je konstruirana kristalna rešetka, prirodom interakcijske sile između njih, odlikuje se ionskim, atomskim, metalnim i molekularnim kristalima.
1. Ionski kristali, U čvorovima kristalne rešetke su naizmjenično pozitivni i negativni ioni. Ti su ioni privučeni jedni drugima elektrostatičkim (koulornim) silama. Primjer: Kamena sol Grid (Sl. 11.1).
| Sl. 11.1. |
2. Atomski kristali, Tipični predstavnici su grafit i dijamant. Komunikacija između atoma - kovalentni, U tom slučaju svaki od valentnih elektrona ulazi u elektronski par koji povezuje ovaj atom s jednim od susjeda.
3. Metalni kristali, Roštilji se sastoje od pozitivno nabijeni ioniizmeđu kojih se nalaze "Slobodni" elektroni, Ovi elektroni su "kolektivizirani" i mogu se smatrati nekom vrstom "elektroničkog plina". Elektroni igraju ulogu "cementa", držeći "+" ione, inače bi litna stranica pjevala. Ioni drže elektrone unutar rešetke.
4. Molekularni kristali, Primjer je led. U čvorovima - molekulese odnose na jedno drugo prisiljava Van der Waals, sile interakcija Molekularan električni dipoli.
Može postojati nekoliko vrsta veza (na primjer, u grafitnom - kovalentnom, metalnom i van der vodorasu).
Nedostaci u kristalu.
U pravim kristalnim rešecima postoji odstupanja od idealnog rasporeda atoma U rešecima koje smo tako blizu. Sva takva odstupanja nazivaju se nedostaci kristalne rešetke.
Defekti spot - takav, u kojem krši blizu red:
Druga vrsta nedostataka - dislokacije - linearni nedostaci kristalne rešetke, kršenje ispravne izmjene atomskih ravnina, Oni su kršiti redoslijed dugog dometa, iskrivljuje svu njegovu strukturu. Oni igraju važnu ulogu u mehaničkim svojstvima solidnih tijela. Najjednostavnije vrste dislokacija su jestive i vijak. U slučaju dislokacije rubova, višak kristalne ravnine je prema unutra između susjednih slojeva atoma (Sl. 11.5).
U slučaju spiralne dislokacije, dio kristalne rešetke je pomaknut u odnosu na drugi (sl. 11.6)
Ovisno o fizikalnim svojstvima i molekularnim strukturama, izolirane su dvije glavne klase krutih tvari - kristalni i amorfni.
Definicija 1.
Amorfna tijela imaju tako značajku kao izotropnu. Ovaj koncept znači da su relativno neovisni o optičkim, mehaničkim i drugim fizičkim svojstvima i smjernicama u kojima ih stoje vanjske sile.
Glavna značajka afrofela tijela je kaotični raspored atoma i molekula koje se prikupljaju samo u male lokalne skupine, ne više od nekoliko čestica u svakoj.
Ova nekretnina donosi amorfna tijela tekućinama. Takva kruta tijela uključuju jantarne i druge krute smole, različite vrste plastike i stakla. Pod utjecajem visokih temperatura, amorfna tijela omekšavaju, međutim, potrebni su snažni učinci topline kako bi ih preveli u tekućinu.
Sva kristalna tijela imaju jasnu unutarnju strukturu. Čestice skupine u istom redoslijedu povremeno se ponavljaju po cijelom volumenu takvog tijela. Da bi se jasno zamisliti takvu strukturu, obično se koriste prostorni kristalni rešetke. Sastoje se od određenog broja čvorova koji čine centre molekula ili atoma određene tvari. Tipično, takav je roštilj konstruiran iz iona koji su dio željenih molekula. Dakle, u stolnoj soli, unutarnja struktura se sastoji od natrijevih iona i klora, u parovima molekula. Takva kristalna tijela nazivaju se ionski.
Slika 3. 6. jedan . Kristalna rešetka soli soli.
Definicija 2.
U strukturi svake tvari može se razlikovati jedna minimalna komponenta - elementarna stanica.
Cijelu rešetku, iz koje se kristalno tijelo sastoji, može se sastaviti emitiranjem (paralelnom transportu) takve ćelije u određenim smjerovima.
Broj vrsta kristalnih rešetaka nije beskonačan. Ukupno postoje 230 vrsta, od kojih se većina stvara umjetno ili u prirodnim materijalima. Strukturni rešetke mogu uzimati oblike kocke za volumen (na primjer, u željezu), pazujuće kocke (u zlatu, bakra), prizmi sa šest lica (magnezij, cink).
S druge strane, kristalna tijela su podijeljena u polikristale i pojedinačne kristale. Većina tvari se odnose na polikristale, jer Sastoje se od tzv kristalita. To su mali kristalni, koji su zajedno narasli i orijentirani kaotični. Monokristalne tvari su relativno rijetke, čak i kod umjetnih materijala.
Definicija 3.
Policrystals imaju svojstvo izotropije, odnosno ista svojstva u svim smjerovima.
Struktura polikristalnog tijela jasno je vidljiva pod mikroskopom, a neke materijale, na primjer, lijevano željezo i goli izgled.
Definicija 4.
Polimorfizam - To je mogućnost postojanja tvari u nekoliko faza, tj. Kristalne modifikacije koje se međusobno razlikuju s fizičkim svojstvima.
Pozivan je proces prijelaza na drugu modifikaciju prijelaz polyzera.
Primjer takve fenomene može biti konverzija grafita u dijamant, koji se u industrijskim uvjetima javlja pri visokom tlaku (do 100.000 atmosfera) i visoke temperature
(do 2000 k).
Proučiti strukturu kristalne rešetke jednog kristala ili polikristalnog uzorka, koristi se rendgenska difrakcija.
Jednostavne kristalne rešetke prikazane su na slici ispod. Potrebno je uzeti u obzir da je udaljenost između čestica tako malo, što je usporedivo s veličinama tih čestica samih. Za jasnoću samo su pozicije centara prikazani u shemama.
Slika 3. 6. 2. Jednostavne kristalne rešetke: 1 - Jednostavna kubična rešetka; 2 - kubična rešetka koja se može granetirati; 3 - Centrificirana kubična rešetka; 4 - heksagonalna rešetka.
Najjednostavnija je kubična rešetka: takva se struktura sastoji od kocki s česticama u vrhovima. Kazalna rešetka ima čestice ne samo u vrhovima, već i na rubovima. Na primjer, kristalna rešetka od soli za kuhanje je dva pašnjaka vezana za međusobno. Centrificirana rešetka ima dodatne čestice u središtu svake kocke.
Rešetke metala imaju jednu važnu značajku. Ioni tvari se drže na njihovim mjestima zbog interakcije s plinom slobodnih elektrona. Takozvani elektronski plin formiran je zbog jednog ili više elektrona koje dobiju atomi. Takvi besplatni elektroni mogu se kretati po cijelom volumenu kristala.
Slika 3. 6. 3. Struktura metalnog kristala.
Ako primijetite pogrešku u tekstu, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter
Učitavam...